बिग-बैंग थ्योरी को समझना

बिग-बैंग सिद्धांत ब्रह्मांड की उत्पत्ति का प्रमुख सिद्धांत है। संक्षेप में, यह सिद्धांत बताता है कि ब्रह्मांड एक प्रारंभिक बिंदु या विलक्षणता से शुरू हुआ था, जिसने ब्रह्मांड को बनाने के लिए अरबों वर्षों में विस्तार किया है जैसा कि अब हम जानते हैं।

1922 में, एक रूसी कॉस्मोलॉजिस्ट और गणितज्ञ ने अलेक्जेंडर फ्रीडमैन नाम दिया, जिसका समाधान मिला अल्बर्ट आइंस्टीनकी सामान्य सापेक्षता क्षेत्र समीकरणों का विस्तार ब्रह्मांड में हुआ। एक स्थिर, अनन्त ब्रह्मांड में एक आस्तिक के रूप में, आइंस्टीन ने अपने समीकरणों के लिए एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक को जोड़ा, इस "त्रुटि" के लिए "सही" और इस प्रकार विस्तार को समाप्त कर दिया। बाद में उन्होंने इसे अपने जीवन का सबसे बड़ा दोष कहा।

दरअसल, एक विस्तारित ब्रह्मांड के समर्थन में पहले से ही पर्यवेक्षी साक्ष्य थे। 1912 में, अमेरिकी खगोल विज्ञानी वेस्टो स्लिफ़र ने एक सर्पिल आकाशगंगा का अवलोकन किया- उस समय एक "सर्पिल नेबुला" माना जाता था, क्योंकि खगोलविदों को अभी तक यह नहीं पता था कि आकाशगंगाएँ परे थीं आकाशगंगा-और दर्ज की गई लाल शिफ्टएक प्रकाश स्रोत की पारी प्रकाश स्पेक्ट्रम के लाल छोर की ओर जाती है। उसने देखा कि ऐसे सभी नेबुला पृथ्वी से दूर जा रहे थे। ये परिणाम उस समय काफी विवादास्पद थे, और उनके पूर्ण निहितार्थ पर विचार नहीं किया गया था।

1924 में, खगोलशास्त्री एडविन हबल इन "नेबुला" की दूरी को मापने में सक्षम था और पता चला कि वे इतनी दूर थे कि वे वास्तव में मिल्की वे का हिस्सा नहीं थे। उन्होंने पता लगाया था कि मिल्की वे केवल कई आकाशगंगाओं में से एक थी और ये "नेबुला" वास्तव में अपने आप में आकाशगंगाएँ थीं।

1927 में, रोमन कैथोलिक पादरी और भौतिक विज्ञानी जॉर्जेस लेमिट्र ने स्वतंत्र रूप से फ्रीडमैन समाधान की गणना की और फिर से सुझाव दिया कि ब्रह्मांड का विस्तार होना चाहिए। 1929 में जब हबल ने इस सिद्धांत का समर्थन किया, तो उन्होंने पाया कि आकाशगंगाओं की दूरी और राशि के बीच एक संबंध था लाल शिफ्ट उस आकाशगंगा के प्रकाश में। दूर की आकाशगंगाएं तेजी से दूर जा रही थीं, जो कि लेमिट्रे के समाधानों की भविष्यवाणी थी।

1931 में, लेमिट्रे अपनी भविष्यवाणियों के साथ आगे बढ़े, समय में पिछड़ों को अतिरिक्त रूप से देखते हुए कि ब्रह्मांड का मामला एक अनंत घनत्व और तापमान पर अतीत में एक सीमित समय तक पहुंच जाएगा। इसका मतलब यह था कि ब्रह्मांड एक अविश्वसनीय रूप से छोटे, घने बिंदु में शुरू हुआ होगा, जिसे "प्राइम परमाणु" कहा जाता है।

तथ्य यह है कि लेमिट्रे एक रोमन कैथोलिक पादरी थे, कुछ लोग चिंतित थे, क्योंकि वह एक सिद्धांत को सामने रख रहे थे जिसने ब्रह्मांड को "निर्माण" का एक निश्चित क्षण प्रस्तुत किया था। 1920 और 1930 के दशक में, ज्यादातर भौतिकविदों-जैसे आइंस्टीन-यह विश्वास करने के लिए इच्छुक थे कि ब्रह्मांड हमेशा अस्तित्व में था। संक्षेप में, बिग-बैंग सिद्धांत को कई लोगों द्वारा बहुत धार्मिक के रूप में देखा गया था।

जबकि कई सिद्धांतों को एक समय के लिए प्रस्तुत किया गया था, यह वास्तव में केवल फ्रेड हॉयल का था स्थिर अवस्था सिद्धांत जो कि लैमिट के सिद्धांत के लिए कोई वास्तविक प्रतियोगिता प्रदान करता है। यह विडंबना थी कि होली, जिसने 1950 के रेडियो प्रसारण के दौरान "बिग बैंग" वाक्यांश को गढ़ा, इसे लेमिट्रे के सिद्धांत के लिए व्युत्पन्न शब्द के रूप में प्रस्तुत किया।

स्थिर-राज्य सिद्धांत ने भविष्यवाणी की कि नया मामला इस तरह बनाया गया था कि ब्रह्मांड का घनत्व और तापमान समय के साथ स्थिर रहा, जबकि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा था। होयेल ने यह भी भविष्यवाणी की कि हाइड्रोजन और हीलियम से सघन तत्वों का निर्माण प्रक्रिया के माध्यम से हुआ था तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस, जो, स्थिर-राज्य सिद्धांत के विपरीत, सटीक साबित हुआ है।

जॉर्ज गैमो-फ्राइडमैन के विद्यार्थियों में से एक — बिग-बैंग सिद्धांत के प्रमुख पैरोकार थे। सहकर्मियों राल्फ़ अल्फ़र और रॉबर्ट हरमन के साथ, उन्होंने लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि की भविष्यवाणी की (सीएमबी) विकिरण, वह विकिरण है जो पूरे ब्रह्मांड में बिग के अवशेष के रूप में मौजूद होना चाहिए बैंग। जैसे-जैसे परमाणु बनने लगे पुनर्संयोजन युग, उन्होंने माइक्रोवेव विकिरण (प्रकाश का एक रूप) को ब्रह्मांड के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति दी, और गामो ने भविष्यवाणी की कि यह माइक्रोवेव विकिरण आज भी देखने योग्य होगा।

यह बहस 1965 तक जारी रही जब अर्नो पेनज़ियास और रॉबर्ट वुडरो विल्सन ने बेल टेलीफोन प्रयोगशालाओं के लिए काम करते हुए सीएमबी पर ठोकर खाई। रेडियो एस्ट्रोनॉमी और उपग्रह संचार के लिए उपयोग किए जाने वाले उनके डिके रेडियोमीटर ने 3.5 K तापमान (Alpher और 5 K की Herman की भविष्यवाणी का एक करीबी मेल) उठाया।

1960 के दशक के अंत और 1970 के दशक की शुरुआत में, स्थिर-स्थिति भौतिकी के कुछ समर्थकों ने इस खोज को स्पष्ट करने का प्रयास किया बिग-बैंग थ्योरी को नकारते हुए, लेकिन दशक के अंत तक, यह स्पष्ट था कि सीएमबी विकिरण का कोई और प्रभाव नहीं था स्पष्टीकरण। पेन्ज़ियास और विल्सन को इस खोज के लिए भौतिकी में 1978 का नोबेल पुरस्कार मिला।

हालाँकि कुछ चिंताएँ, बिग-बैंग सिद्धांत के बारे में बनी हुई थीं। इनमें से एक समरूपता की समस्या थी। वैज्ञानिकों ने पूछा: ऊर्जा के मामले में ब्रह्मांड समान क्यों दिखता है, फिर चाहे कोई भी दिशा दिखती हो? बिग-बैंग सिद्धांत प्रारंभिक ब्रह्मांड को पहुंचने का समय नहीं देता है थर्मल संतुलन, इसलिए पूरे ब्रह्मांड में ऊर्जा में अंतर होना चाहिए।

1980 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एलन गुथ ने औपचारिक रूप से प्रस्ताव दिया मुद्रास्फीति सिद्धांत इस और अन्य समस्याओं को हल करने के लिए। यह सिद्धांत कहता है कि बिग बैंग के बाद के शुरुआती क्षणों में, "नकारात्मक-दबाव वैक्यूम ऊर्जा" (जो कि) द्वारा संचालित नवजात ब्रह्मांड का अत्यधिक तीव्र विस्तार था हो सकता है किसी तरह से वर्तमान सिद्धांतों से संबंधित हो काली ऊर्जा). वैकल्पिक रूप से, मुद्रास्फीति के सिद्धांत, अवधारणा में समान लेकिन थोड़े अलग विवरणों के साथ आने वाले वर्षों में दूसरों द्वारा आगे रखे गए हैं।

नासा द्वारा विल्किंसन माइक्रोवेव अनीसोट्रॉपी जांच (डब्ल्यूएमएपी) कार्यक्रम, जो 2001 में शुरू हुआ, ने इस बात के प्रमाण दिए हैं कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में मुद्रास्फीति की अवधि का दृढ़ता से समर्थन करता है। यह सबूत 2006 में जारी तीन-वर्षीय आंकड़ों में विशेष रूप से मजबूत है, हालांकि अभी भी सिद्धांत के साथ कुछ छोटी विसंगतियां हैं। 2006 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जॉन सी को प्रदान किया गया था। एमएमएपी परियोजना पर दो प्रमुख कार्यकर्ता माथर और जॉर्ज स्मूट।

जबकि बिग बैंग सिद्धांत को भौतिकविदों के विशाल बहुमत द्वारा स्वीकार किया जाता है, फिर भी इसके विषय में कुछ छोटे सवाल हैं। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण सवाल यह है कि सिद्धांत भी जवाब देने का प्रयास नहीं कर सकता है:

• बिग बैंग से पहले क्या मौजूद था?
• बिग बैंग किस वजह से हुआ?
• क्या हमारा ब्रह्मांड एक ही है?

इन प्रश्नों के उत्तर भौतिक विज्ञान के दायरे से परे मौजूद हो सकते हैं, लेकिन फिर भी वे आकर्षक हैं, और उत्तर जैसे हैं मल्टीवर्स परिकल्पना वैज्ञानिकों और गैर-वैज्ञानिकों के लिए अटकलों का एक पेचीदा क्षेत्र प्रदान करती है।

जब लेमिट्र ने मूल रूप से प्रारंभिक ब्रह्मांड के बारे में अपने अवलोकन का प्रस्ताव रखा, तो उन्होंने ब्रह्मांड के इस प्रारंभिक अवस्था को प्राइम परमाणु कहा। वर्षों बाद, जॉर्ज गामोव इसके लिए ylem नाम लागू करेगा। इसे आदिम परमाणु या लौकिक अंडा भी कहा गया है।